移动机器人转台机构的设计(3)
2.2 丝杠的设计
2.2.1 丝杠牙型的选择
转台的俯仰运动的主要部件是螺杆即丝杠。丝杠的牙型常采用梯形螺纹、锯齿形螺纹或矩形螺纹等传动螺纹。螺纹的三种牙型如图2.2所示。
图2.2螺纹的三种牙型
三种牙型的比较：
（a）梯形螺纹：牙型为等腰梯形，牙型角 。内、外螺纹以锥面贴紧不易松动，与矩形螺纹相比，传动效率低，但工艺性好，牙根强度高，对中性好。
（b）矩形螺纹：牙型为正方形，牙型角 。其传动效率较其它螺纹高，但牙根强度弱，螺旋副磨损后，间隙难以修复和补偿，传动精度降低。为了便于铣、磨削加工，可制成10 的牙型角。
（c）锯齿形螺纹 ：牙型为不等腰梯形，工作面的牙侧角为3 ，非工作面的牙侧角为 。外螺纹牙根有较大的圆角，以减小应力集中。内、外螺纹旋合后，大径处无间隙，便于对中。这种螺纹兼有矩形螺纹传动效率高、梯形螺纹牙型强度高的特点。
本文中采用的即 牙行的锯齿形螺纹，此处采用锯齿形螺纹，主要是因为锯齿形螺纹具有较好的自锁性能，螺纹之间的摩擦力及支承面之间的摩擦力都能阻止螺母的松脱。所以即使在振动及交变载荷作用下，也不需要防松[16]。
滑动螺旋副的失效主要是螺纹磨损，因此螺杆的直径和螺母高度通常是根据耐磨性计算确定的。传力螺旋应校核螺杆的危险界面的强度，要求自锁的螺杆应校核其自锁性。本文中采用单线螺纹。
2.2.2 丝杠和螺母的参数计算
查机械工程师电子手册：
丝杆的中径 （2.1）
为轴向力， 为螺纹螺距， 为螺纹工作高度。
对于30 锯齿形螺纹， =0.75 ，则：
为螺母厚度系数，对整体螺母 =1.2-2.5，为保证丝杠有更高的强度此处取 =1.2。
为轴向载荷，根据指标，且保证丝杠有足够的可靠性取 =2000 。
丝杠和螺母所选的材料为45钢，则许用压强 =8 。
带入数据计算得：
0.65 =0.65 =9.38
由锯齿形螺纹的参数关系 = -0.5 ，其中 为螺纹公称直径即外径
查阅机械工程师电子手册，选取 =14 ， =3
则有： = -0.5 =14-0.75×3=11.75
螺杆小径： =8.793 (直接查表)。
螺母的高度: =1.2×11.75=14.1
取整得： =15
旋合圈数: = = =6.25>3.75，满足要求。
螺纹的工作高度: =0.75 =0.75×3=2.25
螺纹工作面上的耐磨性条件为: = =3.07 ≤ =8
所以丝杠螺母传动满足强度要求。
上面是根据耐磨性而计算的。
2.2.3 丝杠的自锁性验证
（2.2）
为螺纹牙型斜角；
为摩擦系数；
为螺旋副当量摩擦角；
= （2.3）
为导程；